電子工程中液晶面板的靜電防護

潘龍進

摘? 要：當前的電子科技呈現出高度發達的態勢，電子工程在各個領域中都是非常重要的，特別是液晶面板行業。除了社會生產工作中，即使是生活中，電子科技成果也成為不可或缺的一部分，現在越來越多的工作都已經離不開液晶面板，將液晶面板融入生活中，使得生活內容更加豐富，生活的形式也變得更加豐富多彩。電子工程要想不斷完善，就要高度關注靜電的影響，采取必要的靜電防護措施。該文著重于研究電子工程中液晶面板的靜電防護。

關鍵詞：電子工程;夜晶面板;靜電防護

中圖分類號： TN07? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著電子產品的更新換代，特別是液晶面板微電子行業的飛速發展，電子器件不斷小型化，超大規模集成電路的廣泛應用成了行業主流趨勢，而靜電問題已經成為電子工程中造成器件失效、產品良率低下的主要原因，直接影響到產品直通率以及性能的穩定性和可靠性，因此靜電防護問題越來越受到大家的重視。

1 靜電的產生以及影響

各種電子產品在制造、存儲、運輸以及使用過程中均會受到靜電的影響，最常見危害最大的就是靜電放電。靜電會通過其他物體對相關產品放電，損傷元器件導致產品失效，無法正常運作和使用。

靜電產生模式主要有3種，即HBM（人體放電模式）、MM（機器放電模式）、CDM（帶電器件模式）。

1.1 HBM（人體放電模式）

由于人體容易帶靜電，人體和產品間的接觸或者摩擦等，會將人體的靜電傳導至產品，導致產品元器件損傷。例如LCD產品在制作過程中，生產人員未佩戴靜電手環，直接接觸LCD，將有可能使人體靜電擊傷產品。而電弧放電是指人體與產品間存在一定距離，空間的電場強度大于其介質（如空氣）的介電強度，介質電離產生電弧放電 。

1.2 MM（機器放電模式）

機器或者設備通過摩擦或其他方式也會產生靜電，而帶電的機器又通過和產品接觸傳遞電荷，最終導致產品受靜電擊傷。LCD產品在生產和檢測的過程中，需要用到的生產設備、檢測設備甚至是輔助設備都需要有相關的防護措施，否則在任何一個環節未重視和監控，都可能導致產品的失效。

1.3 CDM（帶電器件模式）

產品在裝配、傳遞、測試、運輸以及存儲的過程中，由于其與其他材料產生摩擦，導致產品帶電，而在產品接地時，產品會通過元器件與引出腳對地放電，這就是所謂的帶電器件模式。例如LCD產品在生產、傳遞以及測試過程中，將會與作業平臺、承載托盤載體、傳輸帶等摩擦產生靜電。

當物體上帶有靜電之后，就會有靜電場形成，其所發揮的力學效應對環境中的物體產生一定的影響，靜電感應由此產生[1]。在制造液晶面板的時候，如果存在靜電吸附的問題，就會導致液晶面板的質量降低，如果出現過多的靜電積累，就會出現放電的現象，會損壞元件。當放電強度非常大時，會導致元器件被擊穿，這種損壞是永久性的。如果放電強度不是很大，也會影響元件性能的正常發揮，在使用元件的時候會存在安全隱患。

2 有關靜電的防護措施

2.1 靜電防護的設計

在電子工程的靜電防護設計中，考慮到不同規格的電子元件在靜電防護設計中對于技術的要求也會有所不同。而對于液晶面板來說，液晶面板的設計以及周邊電路的設計，對于靜電的防護起到至關重要的作用[2]。

2.1.1 液晶面板的ESD防護設計

液晶面板的ESD防護設計要點有4個。1）Panel外圍增加GND線路防護[1]。2）VT Pad增加電阻以及ESD，防護測試過程中引起的ESD擊傷。3）制程中，FPC PAD通過所有信號線相連，防護制程中ESD。4）CF背面鍍高阻/低阻膜，通過AG漿連接到TFT側AG PAD上接地，防護外界對面板的ESD影響。

2.1.2 FPC 信號走線分類以及ESD防護

FPC PIN信號主要包括：Power PIN、Control PIN、BLU PIN、MIPI PIN、Touch PIN。那么針對這些PIN就要采用相對應的設計來防護ESD的擊傷。1）Power PIN & Touch PIN增加TVS管防護防護（圖1）。2）Control PIN 增加限流電阻防護。Control PIN 從FPC connector端輸入到玻璃和IC均為單pin走線容易被擊傷，分別在各信號上增加1K限流電阻，防止從connector引入瞬間大電流造成PIN擊傷。3）BLU PIN增加放電電阻防護。FPC走線，背光A/K走線是獨立的，未跟其他線路相連，ESD測試PIN腳A/K時，BLU LED電路相當于開路，無放電路徑，容易出現死燈問題，在LEDK部分加100Kohm電阻，使得LEDA/K回路不至于處于浮空狀態，保護LEDA/K回路，避免ESD測試時出現死燈。

2.2 防靜電控制體系

在電子工程的液晶面板防靜電設計中，將防靜電控制體系構建起來是非常必要的。除了在設計方面增強ESD防護，也需要在防靜電控制體系中，采取相應的對策來避免ESD造成的損傷。我們應該根據靜電可能產生的原因，來采取相對應的措施。

首先針對HBM模式的靜電防護。在產品的制造、存儲、運輸過程中，人體的接觸是不可避免的。那如何避免人體產生的靜電擊傷產品呢？那必須對人體可能產生靜電的各個環節進行管控。管控的對象包括靜電手環、無塵服、無塵鞋、防靜電電椅（不銹鋼）、防靜電地板。靜電手環需要采用報警器機制，進行實時監控，并定時測試其系統阻抗。無塵服和無塵鞋需要每周洗滌后抽測，ESD門禁管控。防靜電椅和防靜電地板需要每班測試器接地阻抗。

其次針對MM模式的靜電防護。需要對自動化設備，包括生產設備、檢測設備，離子化設、治具等加強監控。對設備接地定時進行檢測，接地電阻管控在規格以內。電木和治具每批次進行入料抽測，管控電阻值。離子化設備需按月度測試其平衡電壓，正負衰減時間等。

最后針對CDM模式的靜電防護。需要對直接接觸產品的材料、作業平臺、承載托盤載體、傳送帶、工作桌、推車、貨架、周轉tray、防滑墊、出貨材料等進行監控。定時進行檢測其表面電阻、接地電阻和摩擦電壓等相關參數。

對于靜電有較高敏感度的液晶面板，一旦敏感器件測出機器運行中產生靜電，工作人員就要及時到工作現場分析靜電產生的原因，采取必要的技術處理措施。

2.3 建立良好的防靜電環境

在工作環境中，有很多的細小物容易產生靜電，例如，灰塵漂浮在空氣中，很有可能產生靜電，對環境中的電子設備造成一定的影響[3]。所以，電子設備的工作環境要保證清潔，同時環境的溫度和濕度，使環境處于恒溫恒濕狀態（溫度23±1 ℃，濕度50±5 RH%）。實時監控離子棒的性能，使其平衡電壓<±35V，正衰減時間1 000 V→100 V<3 s負衰減時間-1000 V→-100 V<3 s范圍內。對于要求使用正空設備plasma的需要實時監控設備參數，保證其能消除靜電。

做好靜電防護工作是非常必要的，使用防靜電瓷制地板，結合使用無機高溫導電材料，使得地板的防靜電能力有所提高。采用這樣的地板，不僅不僅靜電防護能力提高了，而且有良好的，耐磨性何耐火性，有很強的抗壓能力，地板的使用壽命得以延長，避免經常更換[3] 。

同時我們應該成立ESD專項小組，制定ESD管控總體方針和目標，協調溝通ESD改善資源，全面推動和策劃ESD工作，協調各部門之間的ESD活動，并定期向ESD主任匯報項目進展情況，管理和監督ESD防護體系運行。

3 液晶顯示行業ESD防護的發展趨勢

隨著液晶顯示行業的飛速發展，為了提高產品的良率以及可靠性，其靜電防護技術也在快速的發展。從發展趨勢來看主要對4個方面進行優化和改善。首先是液晶面板材料的防靜電設計，例如液晶的框膠等;其次是液晶面板各道mask的防靜電設計以及制作工藝的優化，特別是制作工藝方面，還涉及生產設備等問題;再次是集成IC內部電路的防靜電設計，這個涉及IC本身的抗靜電能力，這對于提高整個產品的抗靜電能力有非常大的好處，最后是針對外圍電路的優化和改善。從這4個方面進行層層防靜電設計，層層防靜電制作生產，那對于最后產品的良率以及可靠性將有一個質的飛躍。

4 結語

通過上面的研究可以明確，電子工程運行中要具有較高的安全性，保證其功能得以有效發揮，更好地發揮其先進性，就要認識到由于靜電帶來的影響，做好靜電防護工作。 針對電子工程液晶面板行業，需要提出一些靜電防護方法，保證電子工程更好地發揮作用，對于靜電防護的研究和發展也可以起到一定的促進作用。

參考文獻

[1]戴亞翔. TFT LCD面板的驅動與設計[M]. 北京：清華大學出版社，2008.

[2]廖燕平.薄膜晶體管液晶顯示器顯示原理與設計[M].北京：電子工業出版社，2016.

[3]陳志強.低溫多晶硅（LTPS）顯示技術[M].北京：科學出版社，2006.